Los científicos han descubierto una partícula "fantasma" increíblemente pequeña de alta energía llamada neutrino volando a través del hielo antártico y rastrearon sus orígenes hasta un blazar específico, anunciaron hoy, 12 de julio.
Los físicos están muy entusiasmados con el trabajo de detectives que les ha contado sobre el lugar de nacimiento del neutrino. Pero, ¿qué diablos es un neutrino de todos modos, y por qué importa de dónde vino la cosa?
Un neutrino es una partícula subatómica tan pequeña como un electrón, pero sin ninguna carga. Los científicos saben que los neutrinos tienen una pequeña masa, pero no pueden determinar exactamente qué tan poco. El resultado es que los neutrinos tienden a dar importancia a otras cosas: no interactúan con su entorno muy a menudo, lo que hace que sea difícil de detectar para los científicos. [Rastreando un neutrino hasta su origen: el descubrimiento en imágenes]
Sin embargo, están en todas partes: su cuerpo es golpeado por unos 100 billones de neutrinos por segundo. Y los científicos piensan que las partículas extrañas pueden ser la clave de algunos de los mayores misterios sobre el universo, incluido por qué la materia ganó a la antimateria poco después del Big Bang.
"Los neutrinos son increíbles", dijo a Space.com Kate Scholberg, física de partículas de la Universidad de Duke en Carolina del Norte. Es parcial, ya que ha pasado su carrera estudiando las cosas pequeñas, pero eso no la hace equivocarse. "Tenemos que entenderlos si queremos entenderlo todo".
La nueva investigación es un pequeño paso para los científicos que esperan hacer precisamente eso. El descubrimiento comenzó en el Observatorio de Neutrinos IceCube cerca del Polo Sur en septiembre. En el fondo de la capa de hielo antártica, una red de detectores trazó el camino de un solo neutrino en 3D.
El camino era lo suficientemente claro como para que los físicos pudieran seguir el viaje del neutrino hacia atrás en línea recta a través del universo. En menos de un minuto, pidieron a los astrónomos de todo el mundo que volvieran sus telescopios a esa región del cielo y observaran si veían algo intrigante. Y ciertamente lo hicieron: había un blazar, una fuente masiva de luz de alta energía llamada rayos gamma, precisamente en el mismo vecindario, y los científicos pudieron confirmar que el blazar era la fuente del neutrino.
El proceso fue posible porque los neutrinos, como los fotones de luz, pueden cruzar distancias extremadamente grandes en el universo en línea recta, sin ser desviados. Otros tipos de partículas de alta energía no pueden hacer eso porque están cargadas. "Vienen revueltos aquí", dijo a Space.com Greg Sullivan, físico de la Universidad de Maryland que trabaja con el Observatorio de Neutrinos IceCube y que participó en la nueva investigación. "No podemos rastrearlos de donde vienen".
El desafío ha molestado a los científicos durante aproximadamente un siglo, ya que significa que no pueden identificar qué tipo de objetos crean qué tipo de partículas altamente cargadas. La frustración motivó a los científicos a abrir IceCube, el único detector de neutrinos lo suficientemente grande como para capturar las partículas increíblemente de alta energía nacidas más allá de nuestra galaxia, en 2010.
"Los neutrinos mantuvieron la promesa por un tiempo de poder mapear el cielo como lo harías con luz pero a energías más altas", dijo Sullivan. "Podemos hacer preguntas o tratar de responder preguntas que de otro modo no podrías".
Los astrónomos ya están aprovechando los neutrinos de baja energía a través de una red dirigida por Scholberg que está esperando utilizar una explosión de neutrinos para detectar la próxima supernova de colapso del núcleo en la Vía Láctea.
Tal supernova se observó por última vez en 1987, antes de que existieran los modernos detectores de neutrinos. Pero cuando explota el siguiente, Scholberg y sus colegas quieren usar el estallido de neutrinos para alertar a los astrónomos a tiempo para captar la firma de la luz. Los propios neutrinos también les contarían a los científicos lo que estaba sucediendo durante el evento. "Realmente se podía ver un agujero negro naciendo en los neutrinos", dijo Scholberg.
Eso, como la nueva investigación de blazar, sería un gran avance en lo que los científicos llaman astronomía multimessenger, que utiliza dos o más categorías diferentes de datos, como fotones de luz, neutrinos y ondas gravitacionales. Más tipos de datos significan más información general sobre lo que sucedió.
"Es como un gran rompecabezas y estamos tratando de completar las piezas", dijo Sullivan. "Al ver la imagen tanto en diferentes energías como en diferentes partículas, realmente podemos intentar comprender la física de lo que está sucediendo".
Pero Sullivan y sus colegas no se contentan con detenerse en el anuncio de hoy. "Este es solo el primer paso", dijo, y agregó que los físicos esperan construir un detector de neutrinos aún más grande que IceCube. "Tenemos mucho más por ahí para aprender y ver".
